Manejo eficiente de la fertirrigación en horticultura intensiva. Juan José Magán Cañadas

Transcripción

1 Manejo eficiente de la fertirrigación en horticultura Juan José Magán Cañadas

2 Estrategias de manejo de la fertirrigación - Manejo prescriptivo: aporte en base a las necesidades teóricas calculadas mediante modelos - Manejo correctivo: ajuste del aporte en base a síntomas o medidas en suelo/planta - Manejo prescriptivo-correctivo: calculo del aporte según las necesidades teóricas y corrección en parcela según indicadores en suelo/planta

3 Manejo prescriptivo del riego en cultivo en suelo - Cálculo de la ETc basado en el método FAO: ETc = ETo x Kc - La ETo depende de las condiciones climáticas (radiación, viento y, en menor medida, DPV). Su cálculo se suele basar en Penman-Monteith. - Kc depende del cultivo en cuestión, su estado de desarrollo y la disponibilidad de agua en el suelo.

4 Greenhouse Wind speed (m s -1 ) Manejo eficiente de la fertirrigación en horticultura Manejo prescriptivo del riego en cultivo bajo invernadero en suelo En invernadero hay una drástica reducción de la velocidad del viento. - La ETo se puede calcular en base a la radiación (Fernández y col., 2010): Día juliano (DJ) 220 Día juliano (DJ) > 220 ET o ( DJ) R o ET o ( DJ) R o y = x donde, DJ es el día juliano, R o es la radiación solar en el exterior (mm d -1 ) y τ es la transmisividad del invernadero a la radiación Exterior Wind speed (m s -1 ) Fernández et al., Irrigation Science 28:

5 Kc ETc (mm/d) Manejo eficiente de la fertirrigación en horticultura Manejo prescriptivo del riego en cultivo bajo invernadero en suelo - Determinación de la Kc en función del tiempo térmico: permite adaptar las estimaciones al tipo de cultivo y a las distintas fechas de trasplante TTA MELON enero marzo Orgaz et al., Agricultural Water Management: 72 (2): ,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 PIMIENTO 0,0 01-jun 31-jul 29-sep 28-nov 27-ene FECHA 1 de junio 1 de julio 1 de agosto

6 ETc (mm d -1 ) Manejo eficiente de la fertirrigación en horticultura Manejo prescriptivo del riego en cultivo bajo invernadero en suelo - Es posible estimar satisfactoriamente la evapotranspiración del cultivo en condiciones bajo invernadero mediante los modelos simplificados desarrollados measured estimated (a) dat Fernández et al., Acta Hortic. 807:

7 Manejo prescriptivo del riego en cultivo bajo invernadero en suelo: cálculo de las necesidades hídricas - Datos climáticos de la explotación - Datos climáticos medios - Programación de riegos individualizada (fecha de siembra, transmisividad, frecuencia de riego, etc)

8 Manejo correctivo del riego: uso de sensores - Ayudan a establecer el momento oportuno y el volumen de riego. - Tipos de sensores: - Sensores que miden la humedad del suelo: - Sensores que miden el potencial matricial del suelo (tensiómetros, sensores de matriz granular) - Sensores que miden el contenido volumétrico de agua en el suelo (FDR) - Sensores que miden el estado hídrico de la planta

9 Automatización del riego con tensiómetros Automatización con tensiómetros Cabrera et al., datos no publicados

10 Comparación automatización vs necesidades hídricas medias CULTIVO DE PEPINO (cv. Caronte) Trasplante: 27/09/2012 Inicio Automatización: 23/10/2012 Datos climáticos medios Litros/m PrHo 10 Riego 0 27/10/12 11/11/12 26/11/12 11/12/12 26/12/12 10/01/13 25/01/13 Fecha Fernández et al., XXXII Congreso Nacional de Riegos Automatización con tensiómetros 30/10/2012 a 16/01/2013 Volumen de riego aportado: 68 Litros/m 2 (51 litros/gotero) Volumen de riego estimado: 75 Litros/m 2 (56 litros/gotero)

11 Manejo prescriptivo de la fertilización en suelo Habitualmente se establecen recetas de abonado que no tienen en cuenta el aporte de nutrientes por parte del suelo, lo que lleva a una sobrefertilización. Un manejo prescriptivo optimizado de la fertilización requiere disponer de modelos que permitan estimar la absorción de nutrientes: - Determinación de la evolución de la producción de materia seca a partir de parámetros climáticos - Cálculo del contenido en nutrientes de la biomasa extracción de nutrientes

12 Manejo prescriptivo de la fertilización: modelo VEGSYS desarrollado para la estimación de la extracción de nitrógeno en las condiciones de los invernaderos de Almería (Gallardo et al., Agric. Water Manage. 101, ) Clima Tiempo térmico Rad. solar Fecha de inicio y fin de cultivo fi-par PAR PARi Inputs Cálculos fi-sr (EUR) Outputs ETo Kc ETc Materia seca Extracción de N (%N vs materia seca)

13 Manejo prescriptivo de la fertilización: simulación con el modelo VEGSYS de la absorción de N en tomate en suelo/sustrato y en cultivos de otoño/primavera (Gallardo et al., Irrig. Sci. 32: )

14 Manejo prescriptivo de la fertirrigación: sistema de apoyo a la toma de decisión basado en el modelo VEGSYS para calcular los requerimientos de nitrógeno y agua en las condiciones de los invernaderos de Almería (Gallardo et al., Irrig. Sci. 32: ) ETc (dia) VegSyst-DSS Outputs VegSyst Extracción N OTRAS FUENTES de N N min en siembra N mineralizado estiércol N mineralizado materia orgánica suelo Fracción drenaje (LF) Coeficiente uniformidad (UC) N disponible bruto Factores de eficiencia Volumen de riego bruto (día) Riego bruto (semana) Demanda N N disponible neto Necesidades netas N diarias = Extracción N N disponible neto Factor de eficiencia Recomendaciones de [N] semanal (mmol L -1 ) = necesidades de N/ riego bruto Necesidades brutas de N diarias = Necesidades netas N /eficiencia Necesidades brutas N semanales

15 N concentration (mmol L -1 ) Manejo eficiente de la fertirrigación en horticultura Manejo prescriptivo de la fertirrigación: análisis de escenarios en tomate mediante el sistema de apoyo a la toma de decisión basado en el modelo VEGSYS (Gallardo et al., Irrig. Sci. 32: ) Soil Reference Time (DAT) farmers 13.2 mmol L mmol L -1 Soil Nmin (200) Soil N min (200) + manure 3.4 mmol L -1

16 Manejo correctivo de la fertilización: monitorización de la solución del suelo La monitorización de la solución del suelo se puede realizar mediante: - Extracción de la solución del suelo (extracto saturado, extracto 1:2, etc) - Extracción directa de la solución mediante sonda de succión Ventajas de la extracción directa de la solución del suelo frente al extracto del suelo: - Extracción in situ de la disolución del suelo, sin diluciones - Permite conocer la composición iónica de la disolución mediante análisis - Extracción de la muestra sencilla y poco costosa, sin alteración del suelo - Análisis rápido y barato

17 Manejo correctivo de la fertilización: sondas de succión - La cápsula cerámica porosa se posiciona en la zona de máxima densidad de raíces (10-20 cm de profundidad) - Se aplica vacío a -60 kpa durante horas. - Se utiliza en suelos húmedos. - Existe variabilidad espacial. Cápsula de cerámica porosa Llave Tubo de PVC Botella de topacio Vacuómetro Bomba de vacío adaptada

18 Manejo correctivo de la fertilización: sondas de succión - Resulta conveniente determinar con frecuencia la concentración de los iones principales (especialmente nitratos y potasio) en la solución del suelo, con el fin de detectar rápidamente cambios en la absorción de nutrientes. - Estas determinaciones se pueden llevar a cabo mediante equipos portátiles de análisis rápido. Patrón calibración 2,42 mmol L -1 NO 3 - Patrón calibración 32,26 mmol L -1 NO 3 - Botón de medida Sensores Botón de calibración Pantalla de lectura

19 (NO3+NH4) N applied (kg N ha -1 ) NO3 N leached (kg N ha -1 ) Manejo eficiente de la fertirrigación en horticultura Evaluación de una estrategia de manejo prescriptivo-correctivo de la fertirrigación (Granados et al., Agricultural Water Management 119: ) a) 500 b) jul 10-sep 4-nov 29-dic 22-feb 0 17-jul 10-sep 4-nov 29-dic 22-feb - La consideración de un manejo prescriptivo-correctivo en pimiento supuso una reducción del aporte de N del 36% respecto al tratamiento convencional. - El N-NO 3 - total lixiviado fue un 58% menor. - En cultivo de melón la reducción del aporte y la lixiviación de N fue del 28 y 72%, respectivamente.

20 Concentración absorción Na (mmol L -1 ) Concentración absorción Cl (mmol L -1 ) Manejo eficiente de la fertirrigación en horticultura Sistemas cerrados de cultivo sin suelo - Los cultivos sin suelo permiten recoger el drenaje y reutilizarlo. - Con los sistemas cerrados se consigue un ahorro notable de agua y fertilizantes, reduciendo la lixiviación de nutrientes. - Permiten establecer altos porcentajes de drenaje y mantener concentraciones de nutrientes más bajas. - Desajuste de la solución nutritiva: necesidad de realizar análisis frecuentes. - Acumulación progresiva de aquellos iones presentes en exceso en el agua de riego y = 0,060x + 0,40 R 2 = 0,99 y = 0,068x + 0,83 R 2 = 0, Magán et al., Acta Hortic. 697: Concentración Na (mmol L -1 ) Concentración Cl (mmol L -1 )

21 Estrategias para el reajuste de la solución nutritiva en sistemas cerrados de cultivo sin suelo - Mezclar drenaje con agua nueva y, posteriormente, añadir nutrientes hasta alcanzar una CE determinada: permite asegurar el mantenimiento de una determinada CE pero no la presencia de nutrientes. - Mezclar drenaje con solución nutritiva nueva que incorpore el agua y los nutrientes que ha absorbido el cultivo: permite asegurar la presencia de nutrientes pero no el mantenimiento de una determinada CE.

22 Comparación de estrategias para el reajuste de la solución nutritiva usando un agua mediocre (Massa et al., Agric. Water Manage. 97: ) Calidad del agua: 1,5 ds m -1 de CE y 9,5 mmol L -1 de NaCl

23 Evolución de la CE de la solución recirculante en los distintos tratamientos semicerrados (Massa et al., Agric. Water Manage. 97: )

24 Evolución de la concentración de N-NO 3 - en la solución recirculante de los distintos tratamientos semicerrados (Massa et al., Agric. Water Manage. 97: )

25 Validación de la estrategia planteada por Massa et al. (2010). Calidad del agua: 1,6 ds m -1 de CE y 12,3 mmol L -1 de Cl - y 5,9 mmol L -1 de Na +

26 Concentración (mmol/l) Manejo eficiente de la fertirrigación en horticultura Evolución de la CE y la concentración de macronutrientes en la solución recirculante (Magán, datos no publicados) Nitratos Potasio Fósforo Abonado nitrógeno Abonado fósforo Abonado potasio Descarte de solución Aumento de CE CE /08/ /10/ /11/ /12/ /02/ /03/ /04/ /06/2015

27 Evolución del consumo de agua (Magán, datos no publicados) ETc acumulada Descarte de solución acumulado Consumo total acumulado 500 L/m /09/ /10/ /12/ /01/ /03/ /04/ /05/2015 Agua total gastada: 605 L m -2 Agua absorbida: 511 L m -2 Agua eliminada: 95 L m -2 (15,6%) Eficiencia de uso del agua: 37,5 g L -1

28 Aporte de macronutrientes y eficiencia de uso (Magán, datos no publicados) NUTRIENTE N P 2 O 5 K 2 O Gasto total de nutrientes (UF ha -1 ) Relación entre macronutrientes 1,00 0,56 1,56 Descarte de nutrientes (%) 4,4 7,8 2,7 EFICIENCIA DE USO (kg UF -1 ) Eficiencia en Magán et al. (1999) con recirculación (kg UF -1 ) Eficiencia en Magán et al. (1999) sin recirculación (kg UF -1 ) Eficiencia en Magán et al. (2001) con recirculación agua buena (kg UF -1 ) Eficiencia en Magán et al. (2001) con recirculación agua mediocre (kg UF -1 )

29 Muchas Gracias